透光镜

透光镜是一种特殊的铜镜。我国古代铜镜一般以铜锡合金铸成，背后有图案文字，正面为反射面，将其打磨光亮，可以照人。透光镜在外观上和一般铜镜没有什么区别，但若以一束光线照到镜面，反射后投影到壁上，壁上的光斑中却会奇迹般地显现出镜背面的图案、铭文，好像光线透过铜镜，把背面图案、文字映在壁上似的，故称透光镜。

透光镜的起源年代目前尚不能确定。出土的先秦铜镜很多，其中是否有透光镜，没有人逐枚去做实验。上海博物馆珍藏的铜镜中，有一面是西汉遗物，背面有“见日之光，天下大明”八个字，向日反照，背面的图案、文字清晰地映显于屏幕，是为透光镜无疑。这表明我国透光镜的制作年代，至迟不会晚于西汉。至于西汉透光镜究竟是工匠的偶然所得，还是当时人们有意之作，现在还是一个谜。

隋代王度作有神异小说《古镜记》，其中提到一枚“古镜”，说是“承日照之，则背上文画，墨入影内，纤毫无失。”这虽然出自小说类文，但其描写却十分符合透光镜特征，看来王度有可能听人提到过透光镜之事，目为神奇，于是当作奇怪现象采入小说。

隋以后，透光镜的制作仍在继续。唐代透光镜至今仍有传世品存在，宋以后的记载连绵不断，就充分表明了这一点。另一方面，人们对透光镜的“透光”机理也发生了浓厚兴趣，不少学者开始对之加以探索，北宋沈括就曾记叙了当时人们以及他自己对这一问题的思考，其《梦溪笔谈》卷十九记述说：

“世有透光鉴，鉴背有铭文，凡二十字，字极古，莫能读。以鉴承日光，则背文及二十字，皆透在屋壁上，了了分明。人有原其理，以谓铸时薄处先冷，唯背文上差厚，后冷而铜缩多。文虽在背，而鉴面隐然有迹，所以于光中现。予观之，理诚如是。然予家有三鉴，又见他家所藏，皆是一样，文画铭字无纤异者，形制甚古，唯此一样光透，其他鉴虽至薄者皆莫能透。意古人别自有术。”

这段话，是现在已知记录古人对透光镜原理进行探讨的最早的文字。这种观

点认为，在反射光中显现出鉴背面的图案和文字，并非由于光线透过镜子的缘故，原因还在于镜子的反射面上，“文虽在背，而鉴面隐然有迹，所以于光中现。”

那么，是什么造成了“鉴面隐然有迹”的呢？沈括引述的这种观点认为，是物体的热胀冷缩性质。同类物体，体积越大，其热胀冷缩导致的形变量也就越大。由此，铜镜在铸成后的冷却过程中，薄的地方收缩量小，厚的地方收缩量大，于是，在鉴面上就形成了与背面图案文字相仿的下陷凹痕。沈括赞成这种解说，同时又提出，热胀冷缩是一种普遍现象，既然如此，为什么不是每件镜子都有透光效果呢？

沈括的疑问，在现代人面前得到了解答。1975 年，复旦大学和上海博物馆合作，沿着这一思路，采用淬火法，确实复制出了具有“透光”效果的铜镜。这表明宋人的分析是有道理的。但研究人员同时也发现，采用这种方法，对镜体厚度及其他条件，都有严格要求，所以不可能件件都有透光效果。

元代吾丘衍在其《闲居录》中提出了另一种解说：

“假如镜背铸作盘龙，亦于镜面窍刻作龙，如背所状，复以稍浊之铜填补铸入，削平镜面，加铅其上，向日射影，光随其铜之清浊分明暗也。”

吾丘衍从镜面反射率的差异去解释，他认为在镜面用另一种铜料嵌入一幅与

背面相同的花纹图案，然后磨平，即可造成透光效果。这是因为镜面各部分反射光线能力大小不一样的缘故。吾丘衍曾亲眼看到有人为验证此说，不惜打碎一面透光镜来检查，证明属实。这一主张得到后世许多学者支持，例如明末科学家方以智就赞同这一观点。

吾丘衍的解说有一定道理，反射率不同，的确可以造成“透光”效果，况且历史上还有实物证据。但实际上，在这类铜镜中，因为镜面镶嵌有不同成分的材料，表面的研磨加工性能就不一样，这也会导致“鉴面隐然有迹”。所以，造成“透光”现象的，并非完全由于“铜之清浊”。

清代郑复光反对吾丘衍等人的主张，赞成沈括的观点，认为“鉴面隐然有迹”是造成透光现象的根本原因，并对沈括的分析作了重要补充，提出鉴面迹纹的形成原因除与冷却过程有关外，还与加工过程中对镜面的刮磨有关。他在其《镜镜詅痴》的“作透光镜”一条中指出：由于铸造时冷却速度不同，铜的收缩力不一，形成镜面隐然有凹凸不平，这种凹凸不平在对镜面进行刮磨加工的过程中，难以彻底消除，“刮力在手，随镜凸凹而生轻重，故终有凸凹之迹。”凸凹之迹导致了“透光”效果。郑复光将此与水的反射相比较，他说：“水静则平如砥，发光在壁，其光莹然。动则光中生纹，起伏不平故也。⋯⋯铜镜磨工不足，故多起伏不平，照人不觉，发光必见。” 郑复光用水反射光中的波纹现象说明长光程的放大效应，是比较妥贴的，有助于人们了解“鉴面隐然有迹”与“透光”之间的因果关系。

实际上，制造透光镜的方法很多，例如用简单的手工补充研磨抛光法直接在镜面上磨出花纹槽沟即可。因为槽沟很浅，又圆滑无棱，肉眼极难察见，反光时却能收到“透光”效果。当然，采用这种方法，要使反射光斑中的花纹与镜背图案完全一致，要下相当大的功夫才行。

透光镜问题在国外也颇受重视。日本在江户时期以后，相当于我国明朝的时候，就制造出了有透光效果的“魔镜”。到了明治初期，“魔镜”已经比较普遍。西方人最早接触透光镜是在 19 世纪 30 年代，在那之后，欧洲科学界对铜镜之所以能“透光”进行过持续一个世纪之久的讨论，这使得透光镜成了一个令世人注目的问题。

中国古人摸索出的这几种透光镜做法，不管是沈括提到的冷却效应、吾丘衍所说的镶嵌法，还是郑复光补充发展的刮磨法，都能制造出具有透光效果的铜镜来。日本制造“魔镜”使用的刮磨法，跟郑复光所云就比较类似。不过，这些方法都要求有很高的工艺技巧，在古代能够做到这种程度，也是不容易的。